BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM CBR

1
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM
KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
BỘ MÔN CẦU ĐƯỜNG
THÍ NGHIỆM CBR
(AASHTO T 193-93)
Tháng 11 - 2005
2
THÍ NGHIEÄM CBR (AASHTO T 193-
93)
3
THÍ NGHIEÄM CBR (AASHTO T 193-
93)
4
THÍ NGHIỆM CBR (AASHTO T 193-93)

Mục đích:

CBR (California Bearing Ratio test) dựa trên cơ
sở kinh nghiệm thực nghiệm

Nhằm ước lượng đánh giá cường độ, sức chòu tải
của các lớp vật liệu được đầm chặt trong phòng
thí nghiệm có dmax ≤ 19 mm

Của các lớp vật liệu nằm ở tầng mặt, tầng móng
và lớp đất nền ngay dưới kết cấu áo đường.
5
THÍ NGHIỆM CBR (AASHTO T 193-93)
•
Lòch sữ phát triển:


Từ thập niên 1930 tại California bởi phòng thí
nghiệm bộ phận nghiên cứu vật liệu thuộc phân
ban đường bộ California với báo cáo của O.J
Porter (1938).

Sau đó CBR được đề nghò áp dụng trong tiêu
chuẩn thí nghiệm của Hiệp hội thí nghiệm và vật
liệu của Mỹ bởi Stanton (1944) theo tiêu chuẩn
ASTM D1883.
6
THÍ NGHIỆM CBR (AASHTO T 193-93)

Sơ lược về thí nghiệm CBR:

Cho một thanh xuyên hình trụ tròn có kích thước
tiêu chuẩn (D = 49.63 ± 0.13 mm)

Tác dụng thẳng đứng vuông góc với mặt mẫu
với một tốc độ xuyên không đổi (1.3 mm/phút).

Ghi nhận giá trò lực xuyên tại các chiều sâu quy
đònh.
7
THÍ NGHIỆM CBR (AASHTO T 193-93)

Sơ lược về thí nghiệm CBR:

Giá trò CBR là tỷ số (%):
•

tại cùng một chiều sâu xuyên quy đònh là 2.54
mm hoặc 5.08 mm.
100x
chuẩn tiêu xuyên Lực
nghiệm thí từ được thu xuyên Lực
(%)CBR =
8
THÍ NGHIỆM CBR (AASHTO T 193-93)

Thiết bò thí nghiệm:

Khuôn đầm mẫu (mould):

Đường kính trong D = 152.4 ± 0.66 mm

Chiều cao H = 178 ±0.4 mm

Đoạn nối dài khuôn cao 51 mm.

Tấm đáy có đục lỗ có thể lắp được vào cả hai
đầu khuôn.

Tối thiểu phải có 3 khuôn cho mỗi loại đất cần
thí nghiệm.
9
THÍ NGHIEÄM CBR (AASHTO T 193-93)

Thieát bò thí nghieäm:
10
THÍ NGHIỆM CBR (AASHTO T 193-93)


Thiết bò thí nghiệm:

Đóa đệm (spacer disk) là một đóa kim loại tròn
đặc có D = 150.8 ± 0.88 mm, H = 61.4 ±0.25 mm.

Chày đầm (rammer) có hai loại như qui đònh
trong thí nghiệm đầm nén tiêu chuẩn AASHTO
T99 và T180.
11
THÍ NGHIEÄM CBR (AASHTO T 193-93)

Thieát bò ñaàm maãu:
12
THÍ NGHIỆM CBR (AASHTO T 193-93)

Thiết bò thí nghiệm:

Dụng cụ đo độ trương nở (swell plate) của mẫu khi ngâm
gồm một tấm kim loại đường kính D = 149.2 ± 16 mm có
đục các lỗ đường kính d = 1.6 mm. Tại tâm có gằn một
thanh kim loại tròn với chiều dài có thể điều chỉnh được.

Giá ba chân để gắn đồng hồ đo chuyển vò có thể để đứng
trên đầu khuôn mẫu.

Đồng đồ đo (indicator) là đồng hồ đo chuyển vò với mỗi
vạch chia là 0.02 mm có khả năng đo được chuyển vò 25
mm.


Các tấm gia tải (surcharge weights): là các tấm kim loại
hình vành khuyên có đường kính ngoài D = 149.2 ± 1.6 mm
ở tâm có tạo một lỗ tròn d = 54 mm. Mỗi tấm gia tải cân
nặng 2.27 ± 0.04 kg trong đó có một tấm được giữ nguyên,
các tấm còn lại được cắt làm hai mãnh nhưng vẫn đảm
bảo khối lượng nặng 2.27 ± 0.04 kg mỗi lớp gia tải.
13
THÍ NGHIEÄM CBR (AASHTO T 193-93)

Thieát bò thí nghieäm:
14
THÍ NGHIỆM CBR (AASHTO T 193-93)

Thiết bò thí nghiệm:

Trục xuyên (penetration piston) là một thanh thép hình
trụ tròn có đường kính D = 49.63 ± 0.13 mm và chiều dài
≤ 102 mm.

Bộ phân tác động và đo lực tác dụng có khả năng tác
động lên trục xuyên một lực đến 44.5 kN với một tốc độ
xuyên thẳng đứng không đổi bằng 1.3 mm/phút.

Bồn ngâm mẫu (soaking tank) là một bồn ngâm có khả
năng chứa nước ngập phía trên đỉnh mẫu 25 mm khi
ngâm.
•
Ghi chú:
•
Khi dùng loại khuôn cao 177.8 mm cần có đóa đệm cao

61.37 mm để tạo ra mẫu đất sau khi đầm chặt cao 116.43
mm như trong thí nghiệm đầm chặt tiêu chuẩn T90 và
T180.
15
THÍ NGHIEÄM CBR (AASHTO T 193-93)

Thieát bò thí nghieäm:
16
THÍ NGHIỆM CBR (AASHTO T 193-93)

Chuẩn bò mẫu:

Theo như việc chuẩn bò mẫu của tiêu chuẩn đầm
nén AASHTO T90 hoặc T180 để tạo mẫu đầm
trong khuôn D= 152.4 mm (6“) ngoại trừ các
trường hợp sau:

Nếu vật liệu có dmax ≤ 19 mm thì phải tiến hành
rây sàng để loại bỏ và thay thế các hạt > 19 mm
bằng một lượng tương đương các cở hạt có
đường kính trong khoảng 4.75 mm< d < 19 mm.
17
THÍ NGHIEÄM CBR (AASHTO T 193-93)

Chuaån bò maãu:
18
THÍ NGHIỆM CBR (AASHTO T 193-93)

Ngâm mẫu (Soaking):


Đặt khuôn có mẫu đất đã đầm chặt lên trên một
tấm đáy có đục lỗ với một lớp giấy lọc đặt sát
đáy mẫu đất.

Đặt tấm đo trương nở có đục lỗ lên trên mặt mẫu
đất ngâm

Vặn điều chỉnh chiều cao thanh trục ở tâm tấm
đáy sao cho tiếp xúc với trục chuyển vò của
đồng hồ đo
19
THÍ NGHIEÄM CBR (AASHTO T 193-93)

Ngaâm maãu (Soaking):
20
THÍ NGHIỆM CBR (AASHTO T 193-93)

Ngâm mẫu (Soaking):

Đặt các tấm gia tải lên trên tấm đo độ trương nở.

Trong mọi trường hợp phải đặt tối thiểu 2 tấm
gia tải với khối lượng gia tải ≤ 4.54 kg trên mặt
mỗi mẫu ngâm.

Số lượng tấm gia tải được tính toán sao cho tạo
ra được một áp lực tác dụng trên mặt mẫu đất
tương đương với áp lực gây ra bởi các lớp vật
liệu kết cấu áo đường nằm phía trên vò trí lấy
mẫu đất cần thí nghiệm.

21
THÍ NGHIỆM CBR (AASHTO T 193-93)

Ngâm mẫu (Soaking):

Đặt giá ba chân đở đồng hồ chuyển vò đo độ
trương nở.

Ghi lại số đọc ban đầu của đồng hồ đo chuyển
vò trước khi ngâm mẫu.

Trong suốt quá trình ngâm mẫu, giữ sao cho
mực nước ngập trên mặt mẫu khoảng 25.4 mm.

Ngâm mẫu trong nước 96 giờ (4 ngày).
22
THÍ NGHIỆM CBR (AASHTO T 193-93)

Ngâm mẫu (Soaking):

Sau khi kết thúc 96 giờ ngâm mẫu.

Đọc số đồng hồ đo chuyển vò và tính độ trương
nở theo tỷ lệ phần trăm của chiều cao mẫu đất
trước khi ngâm là 4.584 in.
100x
ni .5844
ngâm khimẫu cao chiều đổi thay Độ
(%) nở trương Độ =
23

THÍ NGHIỆM CBR (AASHTO T 193-93)

Ngâm mẫu (Soaking):

Tháo nước ra hoặc mang mẫu ra khỏi bồn ngâm.

Đổ hết nước đọng trong khuôn ở phía trên mặt
mẫu ra ngoài. Cần cẩn thận tránh làm phá hoại
mặt trên của mẫu.

Để cho mẫu ráo nước trong 15 phút.

Tháo bỏ tấm đáy có đục lỗ và các tấm gia tải.
24
THÍ NGHIỆM CBR (AASHTO T 193-93)

Ngâm mẫu (Soaking):
•
Ghi chú:
–
Việc ngâm mẫu ít hơn 4 ngày nhưng tối thiểu phải
được 24 giờ có thể được dùng cho các loại đất cốt
liệu hạt có khả năng thoát nước nhanh nếu kết quả
cho thấy việc rút ngắn thời gian ngâm mẫu không
ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm.
–
Với một số loại đất sét, việc ngâm lâu hơn 4 ngày có
thể được yêu cầu.
–
Sau khi tháo bỏ tấm đáy có đục lỗ và các tấm gia tải có

thể cân mẫu và khuôn nếu muốn xác đònh dung trọng
ướt trung bình của mẫu đất sau khi ngâm.
25
THÍ NGHIỆM CBR (AASHTO T 193-93)

Trình tự thí nghiệm xuyên CBR (Penetration):

Đặt các tấm gia tải lên trên mặt mẫu đất. Số
lượng tấm gia tải bằng với khi ngâm mẫu.

Nên hạ trục xuyên vào vò trí lỗ tròn tại tâm tấm
gia tải ngay sau khi đặt xong tấm gia tải thứ nhất
trên mặt mẫu. Sau đó mới đặt tiếp các tấm gia
tải còn lại quanh trục xuyên.

Hạ trục xuyên ấn vào đất đến khi lực tác dụng
lên trục xuyên đạt giá trò 44 N thì ngưng lại.

Chỉnh cả hai đồng hồ đo lực và đo chuyển vò về
giá trò không để bắt đầu thí nghiệm.